意法半导体助力振动监测在工业4.0中的广泛应用

电子技术应用 20200402

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意法半导体新推出的的IIS3DWB振动传感器及配套电路板STEVAL-STWINKT1多传感器评估套件，可以加快机器运行状态监测系统的开发周期。

　　4月1日，横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST; 纽约证券交易所代码:STM)推出新的工厂设备智能维护振动监测解决方案，助力下一代工业4.0应用快速发展。

　　意法半导体新推出的的IIS3DWB振动传感器及配套电路板STEVAL-STWINKT1多传感器评估套件，可以加快机器运行状态监测系统的开发周期。状态监测系统能够推断设备维护需求，提高工业生产效率。在本地或云端分析监测到的振动数据，有助于企业制定合理的运营策略，使机器正常运行时间最大化，维护成本最小化，避免发生紧急维修事件。

　　IIS3DWB是为工业振动监测而优化的3轴MEMS加速度计。STEVAL-STWINKT1评估板集成IIS3DWB和其它传感器、超低功耗微控制器及振动处理算法、Bluetooth无线模块和USB接口，可以简化原型设计和产品测试。该套件采用塑料外壳，内部装有电池，可立即用于应用开发，并提供一个简便好用的参考设计。套件随附高速数据记录器和云端仪表板等软件工具，帮助收集、分析和显示测量结果。

　　意法半导体系统研究与应用副总裁Alessandro Cremonesi表示：“机器状态监测对于工业数字化转型至关重要，它不仅可以助力工厂提高制造业绩和生产安全，同时还可以赋能新的服务和商业模式。我们的振动传感器及IIoT多传感器开发套件和参考设计是当今市场上性能最好、价格最实惠的解决方案，可帮助客户实现高性能和高成本效益的即插即用工业传感器系统。”

　　意法半导体已经在向工业物联网技术创新者瑞典SPM 仪器公司交付IIS3DWB，用于该公司的电池供电的AIRIUS无线振动传感器。SPM仪器的全球销售总监Rikard Svard评论说：“我们之所以选择IIS3DWB，是因为它可以在一个低功耗数字器件中集成独特的功能，包括3轴传感器、宽带宽和低噪声，这有助于我们实现为AIRIUS设定的性能、研发周期和成本目标。”

　　IIS3DWB振动监测系统级封装现已投产，采用14引线塑料焊盘栅格阵列（LGA）封装。

　　详细技术信息

　　IIS3DWB是意法半导体的最先进的3轴超宽带宽MEMS加速度计，可用于监测表示机器是否需要维修的主要指标振动，在意法半导体工业产品10年供货保证计划内。该产品针对振动监测应用的特殊要求对各项性能进行了优化设计，频率响应完全平直，噪声低，最高6kHz，陡峭截止频率和高衰减度，消除设计人员关心的频率混叠问题，保证机器故障检测的准确性和一致性。低功耗可最大限度延长独立供电传感器节点的电池续航时间。IIS3DWB的主要功能特性包括：

　　·加速度计3轴频率响应宽平，可节省外部信号调理电路，降低设计复杂性，竞品需要外部信号调理电路。

　　·数字即插即用功能，在芯片上集成信号调理、模数转换器（ADC）、滤波和带宽均衡电路

　　·低噪：三轴模式噪声为75?g /√Hz，单轴模为60?g /√Hz，可实时选择

　　·-40°C至105°C的工作温度范围

　　·在三轴正常功能模式下，工作电流1.1mA

　　充分发挥意法半导体在MEMS技术市场的领先优势，除IIS3DWB加速度计外，STEVAL-STWINKT1评估套件还在板上集成多个其它微型传感器。板上还配有一个Bluetooth?低功耗（BLE）射频模块，用于连接边缘设备或直接连接到互联网。板上集成如此多功能，使解决方案集成商可以避开劳动密集型传感器集成工作，集中精力开发应用设计，加快产品上市时间。套件还提供高速数据记录等的高级软件功能，方便客户探索机器学习、AI等新领域。该套件的价格比市场上的某些替代产品低75％以上，破除了阻碍工业4.0数字化转型的巨大的成本障碍。

　　Features of the STEVAL-STWINKT1 include: STEVAL-STWINKT1的功能特性包括：

　　·同类一流的工业传感器：惯性传感器，温度、压力和湿度传感器，以及数字麦克风和宽带模拟麦克风

　　·超低功耗，内置2048 KB闪存、120MHz FPU 的Arm Cortex?-M4 MCU （STM32L4R9ZI）和优化的电源管理单元

　　·板上预留STSAFE-100安全单元芯片插座，用于加密连接和安全认证

　　·板载BLE4.2无线模块，RS485有线接口，USB OTG接口

　　·振动分析预处理算法：RMS移动平均值和可编程FFT（重叠，平均，开窗）

　　·高速数据记录功能可在SD-CARD上实时存储数据，通过USB输出多个(22)传感器的最大分辨率（ODR）数据流

　　·配套云端应用软件和仪表板工具

　　·可选Wi-Fi扩展板（STEVAL-STWINWFV1）；P-L496G-CELL02套件提供STMod +蜂窝扩展板

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